110年:藥學二(第1次)

在25℃時,下列何種半反應的還原電位( Eo)最低?

AZn²⁺ + 2e⁻ → Zn
BFe³⁺ + e⁻→ Fe²⁺
CMnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O
DI₂ + 2e⁻ → 2I⁻

詳細解析

本題觀念:

標準還原電位 (Standard Reduction Potential, EE^\circ) 本題測驗考生對常見化學物質標準還原電位的相對大小認知。標準還原電位 (EE^\circ) 數值代表物質「獲得電子」(還原) 的傾向。

  • EE^\circ 越正 (越小):該物質越容易被還原 (是強氧化劑)。
  • EE^\circ 越負 (越低):該物質越難被還原 (其還原態是強還原劑)。
  • 在電化學序列中,活性大的金屬 (如鋅) 傾向於失去電子,因此其離子態的還原電位通常為負值。

選項分析

我們比較各半反應在 25°C 下的標準還原電位數值:

  • A. Zn2++2eZnZn^{2+} + 2e^- \rightarrow Zn

    • 分析:鋅 (Zn) 是活性金屬,傾向氧化失去電子變成 Zn2+Zn^{2+}。因此,其逆反應 (還原反應) 是非自發的,電位為負值。
    • 數值:約 -0.76 V
  • B. Fe3++eFe2+Fe^{3+} + e^- \rightarrow Fe^{2+}

    • 分析:這是鐵離子氧化態的轉換。Fe3+Fe^{3+} 具有中等強度的氧化力,能被還原為 Fe2+Fe^{2+}
    • 數值:約 **+0.77

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